초록 ▼

1. 최종목표
광학 및 전기적으로 세포의 특성 평가를 위한 ITO 미세전극 시스템 기반의 세포칩 개발
○ ITO 미세전극 시스템 및 전기적 임피던스 측정/분석 시스템 구축
○ ITO 전극 시스템 상에 세포 배양 및 전기 세포-기질 임피던스의 측정
○ ITO 미세전극 기반의 세포칩 관련 기술 이전 및 특허 출원
2. 개발내용 및 결과
○ ITO 미세전극 시스템 설계, 공정기술 구축 및 제작
○ 세포 배양 챔버 설계 및 제작
○ 전극칩 어답터 제작
○ 록인앰프 및 다중채널 스위치를 포함한

1. 최종목표
광학 및 전기적으로 세포의 특성 평가를 위한 ITO 미세전극 시스템 기반의 세포칩 개발
○ ITO 미세전극 시스템 및 전기적 임피던스 측정/분석 시스템 구축
○ ITO 전극 시스템 상에 세포 배양 및 전기 세포-기질 임피던스의 측정
○ ITO 미세전극 기반의 세포칩 관련 기술 이전 및 특허 출원
2. 개발내용 및 결과
○ ITO 미세전극 시스템 설계, 공정기술 구축 및 제작
○ 세포 배양 챔버 설계 및 제작
○ 전극칩 어답터 제작
○ 록인앰프 및 다중채널 스위치를 포함한 측정 시스템 구축
○ 측정 시스템 제어를 위한 소프트웨어 개발
○ 제작한 ITO 전극의 전기적 특성 평가
○ ITO 전극 시스템 상에 세포 배양 및 전기 세포-기질 임피던스 측정
○ 동시 광학 및 전기적 세포 특성 평가를 위한 ITO 전극 기반의 세포칩 관련 특허 출원
3. 사업성과
○ 기술적 성과
- ITO 미세전극 시스템을 제작하고 광학 및 전기적 세포 특성 측정 시스템을 구현하여 MEMS 및 계측공학 관련 연구 성과 확보
- 세포의 형태적인 변화 및 수 나노미터 수준의 세포 흡착도를 광학 및 전기적으로 분석하여 기초 생물리학 관련 연구 성과 확보
- 세포-전극 임피던스 분석 모델링 기법 및 알고리즘 기술 확보
- 전기적 세포-기질 임피던스의 측정 민감도를 향상시킬 수 있는 전극 시스템 최적화 기술확보
- 개발한 유리 전극 ITO 기반의 세포칩과 (좌) ITO 전극 상에 성장하는 HT29 세포 (우)
○ 경제적 성과
- 광학 및 전기적 세포 특성 분석을 위한 미세전극 기반의 세포칩 관련 시장 진출을 위한 기술력 확보
- 보건의료 및 제약 산업이 필요로 하는 실시간 광학 및 전기적 세포 모니터링 및 독성/신약 스크리닝 기술력 구축
- 질병진단 및 신약개발을 위한 국내 바이오칩 관련 산업의 저변 확대 및 경쟁력 향상에 기여
○ 사회적 성과(일자리 창출 등)
- 미래 첨단 산업이 요구하는 다중 학제적 우수 연구인력 양성, 특별히 본 과제를 통해 반도체, 계측공학, 생물학 및 의학이 융합된 다중 학문을 연구하는 전문 공학 인력 양성
- 세포칩을 이용한 세포기반 검사의 저변 확대로 증가하는 동물 및 임상시험의 적법성과 윤리성 논란 해결책 제시
- 질병진단 및 신약개발을 위한 도구로서의 활용과 보건의료의 질적 제고를 통한 복지향상에 기여
4. 기술개발결과 활용계획
○ ITO 미세전극 기반의 세포칩 양산시설 투자 및 시장진입을 위한 마케팅전략 수립
○ 해외 경쟁사와 전략적 제휴, 유통 및 판매
○ ITO 전극 기반의 세포칩은 다양한 배양환경 하에서 세포의 형태적인 변화나 수 나노미터 수준의 세포-세포간 또는 세포-전극간 흡착정도를 광학 및 전기적으로 분석하여 세포 성장 및 반응에 대한 기초적 이해를 돕는 도구로 활용
○ 제작한 세포칩은 새로운 질병진단 및 신약개발과 보건의료 및 제약 산업과 바이오 방어 및 환경 감시 산업에도 활용
○ 전기적 세포-기질 임피던스의 측정 민감도를 향상시키기 위한 미세전극 시스템 최적화 기술은 세포 분석을 위한 다양한 in vitro 바이오센서 및 Lab-on-a-chip 내 전극 설계 시 활용
○ ITO 전극 시스템 공정 기술은 생체 조직 내부의 생리 및 형태적인 변화를 광학 및 전기적으로 분석할 수 있는 in vivo 및 이식형 전극 시스템 개발에 활용

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서...1
• Ⅰ. 총괄현황...1
• Ⅱ. 과제개발비 세부집행내역...1
• 개발결과의견서...4
• 최종보고요약서(초록)...5
• 목 차...7
• 제 1 장 서론...8
• 제 1 절 세포칩의 개요...8
• 제 2 절 세포칩 개발 배경 및 현황...9
• 제 3 절 전기 임피던스 분광법을 이용한 미세전극 기반의 세포칩...10
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...15
• 제 1 절 과제개발 배경...15
• 제 2 절 개발목표 및 내용...16
• 제 3 절 개발 방법...17
• 제 3 장 사업성과...21
• 제 1 절 광학 및 전기적 세포분석을 위한 ITO 전극기반의 세포칩 제작...21
• 제 2 절 전기 세포-기질 임피던스 측정 시스템 구축...23
• 제 3 절 전극 기반의 세포칩의 전기적 특성 평가...26
• 제 4 장 결론...32
• 제 1 절 생체 적합한 ITO 전극 기반의 세포칩...32
• 제 2 절 세포 성장 정량화...33
• 제 3 절 향후 계획...35
• 부 록...36
• 특허출원서 사본 (출원번호: 10-2011-0029904)...36